CN111591185A - 用于车辆扶手总成的仿生扶手基板 - Google Patents

用于车辆扶手总成的仿生扶手基板 Download PDF

Info

Publication number
CN111591185A
CN111591185A CN202010078468.8A CN202010078468A CN111591185A CN 111591185 A CN111591185 A CN 111591185A CN 202010078468 A CN202010078468 A CN 202010078468A CN 111591185 A CN111591185 A CN 111591185A
Authority
CN
China
Prior art keywords
virtual
armrest substrate
substrate
armrest
piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010078468.8A
Other languages
English (en)
Inventor
迈克尔·詹姆斯·怀滕
罗伯特·D·贝达德
西达哈桑·塞尔瓦斯卡
阿米特·查克拉瓦蒂
罗伯特·沃尔特·巴图斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN111591185A publication Critical patent/CN111591185A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B60R21/0428—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings associated with the side doors or panels, e.g. displaced towards the occupants in case of a side collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/0412—Lower door structure
    • B60J5/0416—Assembly panels to be installed in doors as a module with components, e.g. lock or window lifter, attached thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
    • B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
    • B60N2/4207—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces
    • B60N2/4235—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces transversal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/75—Arm-rests
    • B60N2/78—Arm-rests post or panel mounted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B60R13/0237—Side or rear panels
    • B60R13/0243—Doors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0006—Lateral collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/003—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks characterised by occupant or pedestian
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
  • Passenger Equipment (AREA)
  • Seats For Vehicles (AREA)

Abstract

本公开提供了“用于车辆扶手总成的仿生扶手基板”。一种车门，包括装饰板，所述装饰板联接到车架。单件式扶手基板与所述车架联接。所述扶手基板是三维打印构件，其具有内壁，所述内壁根据在虚拟碰撞场景中生成的虚拟力模型打印在所述扶手基板内。所述内壁限定在所述扶手基板内限定的多个空隙。

Description

用于车辆扶手总成的仿生扶手基板
技术领域
本发明总体上涉及车辆扶手，并且更具体地涉及一种这样的车辆扶手：其包括由单个构件形成的整体基板，并且使用仿生形成工艺用于将内壁定位在基板内而形成。
背景技术
在常规车辆内，扶手通常定位在车辆壁和车门内，用于支撑车辆内的驾驶员和乘客的手臂。这些扶手通常包括支撑乘员的手臂的基板。另外，这些扶手被设计为在侧面碰撞的情况下吸收横向载荷。通过吸收这些载荷，来自侧面碰撞的力可以从车辆的乘员传递离开。
发明内容
根据本发明的一个方面，车门包括装饰板，所述装饰板联接到车架。单件式扶手基板与所述车架联接。所述扶手基板是三维打印构件，其具有内壁，所述内壁根据在虚拟碰撞场景中生成的虚拟力模型打印在所述扶手基板内。所述内壁限定在所述扶手基板内限定的多个空隙。
本发明的这个方面的实施例可以包括以下特征中的任一个或组合：
●覆盖构件，其在所述扶手基板的至少一部分上方延伸以限定支撑表面
●所述多个空隙中的至少一个空隙是限定在所述扶手基板的顶部表面内的身体支撑空隙，其中所述覆盖构件在所述身体支撑空隙上方延伸
●用于生成虚拟力模型的虚拟碰撞场景是多个碰撞场景的合并
●多个空隙中的空隙的封闭部分被封闭在扶手基板内并且不能从扶手基板的外部触及
●所述虚拟力模型包括多个力矢量，所述多个力矢量包括使用矢量和碰撞矢量，其中使用矢量指示放置在单件式扶手基板的上表面上的身体部分，并且其中碰撞矢量指示侧面碰撞场景
●虚拟力模型包括连接凸起，所述连接凸起一体地形成在单件式扶手基板内，并且其中多个力矢量基本上指向连接凸起
根据本发明的另一个方面，一种形成扶手基板的方法包括：执行虚拟碰撞场景和虚拟使用场景；使用所述虚拟碰撞场景和虚拟使用场景构建虚拟力模型；基于所述虚拟力模型构建用于单件式扶手基板的虚拟设计；三维打印用于单件式扶手基板的虚拟设计；以及将单件式扶手基板附接到车辆车架。
本发明的这个方面的实施例可以包括以下特征中的任一个或组合：
●其中虚拟碰撞场景包括从多个虚拟碰撞场景捕获的数据的合并
●虚拟力模型包括多个力矢量，所述多个力矢量指向用于单件式扶手基板的虚拟设计的连接凸起
●虚拟力模型的多个力矢量包括指示放置在单件式扶手基板的上表面上的身体部分的使用矢量
●虚拟力模型的多个力矢量包括指示侧面碰撞场景的碰撞矢量
根据本发明的另一个方面，一种形成扶手基板的方法包括：执行虚拟碰撞场景和虚拟使用场景；使用虚拟碰撞场景和虚拟使用场景构建力矢量模型；以及基于力矢量模型构建用于单件式扶手基板的虚拟设计。根据力矢量模型的矢量的位置来定位用于虚拟设计的内壁和外壁。所述方法还包括三维打印用于单件式扶手基板的虚拟设计的内壁和外壁。
本发明的这个方面的实施例可以包括以下特征中的任一个或组合：
●力矢量模型的矢量包括指示放置在单件式扶手基板的上表面上的身体部分的使用矢量
●力矢量模型的矢量包括指示侧面碰撞场景的横向矢量
●虚拟设计包括连接凸起，所述连接凸起一体地形成在单件式扶手基板内
●力矢量模型的矢量指向连接凸起
●虚拟碰撞场景包括从多个虚拟碰撞测试捕获的数据的合并
●相对于预定车辆执行虚拟碰撞场景和虚拟使用场景
●将单件式扶手基板附接到预定车辆的车架；
在研究以下说明书、权利要求和附图之后，本领域技术人员将理解和明白本发明的这些和其他方面、目标和特征。
附图说明
在附图中：
图1是结合了仿生扶手基板的一个方面的车门的侧面透视图；
图2是车门的侧面透视图，其中内部装饰板被移除并且仿生扶手基板的一个方面附接到车门的车架；
图3是图2的仿生扶手基板的放大透视图；
图4是仿生扶手基板的一部分的俯视透视图；
图5是图4的仿生扶手基板的横截面透视图；
图6是图4的仿生扶手基板的横截面视图；
图7是图6的仿生扶手基板的后视透视图；
图8是用于车门的车架的内部透视图，并且示出了虚拟碰撞场景和虚拟使用场景在车辆车架上的执行；
图9是利用来自虚拟碰撞场景和虚拟使用场景的数据形成的虚拟力模型的示意性透视图；
图10是使用虚拟碰撞场景和虚拟使用场景形成的仿生扶手基板的一个方面的力矢量模型的示意性透视图；
图11是使用图10的虚拟力模型构建的用于仿生扶手基板的虚拟设计的示意性透视图；
图12是示出用于形成扶手基板的方法的线性流程图；以及
图13是用于利用仿生工艺形成扶手基板的方法。
具体实施方式
出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应与图1中取向那样来与发明联系起来。然而，应理解，除非有相反的明确说明，否则本发明可以采取各种替代的取向。还应理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求另有明确说明，否则与本文所公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为具有限制性。
如在图1至图11中例示的，附图标记10总体上是指仿生扶手基板，所述仿生扶手基板结合在车辆14的侧壁或车辆14的门12内，用于在使用过程中支撑乘员的身体部分。根据所述装置的各种方面，用于车辆14的门12可以包括装饰板16，所述装饰板16联接到车架18，诸如内部车架构件。单件式扶手基板10与车架18联接。所述扶手基板10是三维打印构件20，其具有内壁22，所述内壁22根据在虚拟碰撞场景26中生成的虚拟力模型24打印在所述扶手基板10内。可以设想，内壁22限定在扶手基板10内限定的多个空隙28。使用虚拟碰撞场景26，虚拟力模型24可以用于精确地定位打印材料30以用于构造用于扶手基板10的内壁22。通常，用于形成虚拟力模型24的虚拟碰撞场景26可以是车辆14的虚拟横向侧面碰撞。所述虚拟碰撞场景26通常作为计算机模型32来执行，在所述计算机模型32中使用各种力来生成多个力矢量34以创建力矢量模型36。使用此力矢量模型36，可以使用三维打印机来定位打印材料30，所述打印材料30支撑在力矢量模型36内生成的力矢量34。
根据所述装置的各种方面，可以使用三维打印机来物理地形成单件式扶手基板10，其中打印材料30可以基本上沿着构成力矢量模型36的各种力矢量34的路径定位。为了创建力矢量模型36，如上所述，在虚拟车辆14上执行碰撞的计算机模型32。在所述虚拟车辆14内，对虚拟碰撞场景26进行建模以确定通过扶手基板10传递的力。通过对传递到扶手基板10中和穿过扶手基板10的这些各种力进行建模，可以在扶手基板10内添加呈内壁22形式的结构，所述呈内壁22形式的结构支撑扶手基板10的设计的塌陷或溃缩，以防止这些冲击力传递到乘员的身体。
在执行计算机模型过程的过程期间，在侧面碰撞场景的建模内包括各种参数和假设。这些参数和假设可以包括最大力或载荷的量，所述最大力或载荷可以作为移动能量经由扶手基板10传递到乘客舱中。使用这些参数和假设，计算机模型32可以生成力矢量34，所述力矢量34促进这些力传递到扶手基板10中，但不完全传递到车辆14的乘员中。尽管在本文中使用了术语虚拟侧面碰撞场景和侧面碰撞场景，但是应理解，虚拟碰撞场景26可以包括来自一系列方向的虚拟碰撞。该虚拟碰撞场景26还可以包括各种使用载荷、滥用载荷和其他非冲击载荷或可以与各种使用载荷、滥用载荷和其他非冲击载荷相结合，所述各种使用载荷、滥用载荷和其他非冲击载荷可以在仿生扶手基板10的设计期间建模。
如图4至图7中所例示的，力矢量模型36的力矢量34指示在三维打印工艺期间打印材料30的放置。使用力矢量模型36，仿生扶手基板10在扶手基板10的结构内限定某些加强区50和各种溃缩区52。加强区50通常包括另外的内壁22，所述另外的内壁22适于接收来自侧面碰撞事件的力。溃缩区52通常没有内壁22或仅具有有限数量或最小数量的内壁22。这些溃缩区52通常是空隙28，所述空隙28在侧面碰撞事件中提供扶手基板10的塌陷、弯曲和其他挠曲。使用结合了虚拟侧面碰撞场景的计算机模型32，这些溃缩区52和加强区50可以被适当地定位，以最小化在真实世界碰撞事件期间传递到车辆14的乘员的冲击力的量。
再次参考图1至图7，用于车辆14的门12的结构可以包括覆盖构件60，所述覆盖构件在扶手基板10的至少一部分上方延伸以限定扶手74的支撑表面62。通过这种构造，扶手74仅包括两个部件：覆盖构件60和单件式扶手基板10。使用单件式扶手基板10，可以大大减少在制造用于车辆14的门12期间需要组装的部件的数量。另外，使用三维打印工艺来形成扶手基板10，从每个单件式扶手基板10的形成都产生很少的浪费。仅利用用于打印单件式扶手基板10的结构的打印材料30。另外，形成在单件式扶手基板10内的多个空隙28中的至少一个空隙28可以是身体支撑空隙70的形式。该身体支撑空隙70可以被限定在扶手基板10的顶部表面72内或附近。在此类实施例中，覆盖构件60在身体支撑空隙70上方延伸，使得盖构件60提供用于车辆14的扶手74的缓冲效果。还可以设想，身体支撑空隙70可以位于单件式扶手基板10的顶部表面72下方。在此类实施例中，身体支撑空隙70可以在覆盖构件60和身体支撑空隙70之间仅包括最小量的打印材料30。当使用者将身体部分放置在位于扶手支撑空隙70上方的扶手基板10上时，这种最小量的打印材料30提供一定挠曲量。当使用者靠在车辆14的门12的扶手74上时，这种挠曲为使用者提供一定量的舒适性。
再次参考图8至图11，可以设想，用于生成虚拟力模型24的虚拟碰撞场景26可以是从多个虚拟碰撞场景26捕获的数据的合并。该合并可以包括但不限于不同大小、碰撞事件的持续时间、不同方向、车辆14的侧面上的不同碰撞部位以及可以用于提供用于生成虚拟力模型24的合并的其他变化的碰撞场景。通过使用多个碰撞场景的合并，单件式扶手基板10的内壁22可以被定位和调整以精确地定位单件式扶手基板10的加强区50和溃缩区52。
还可以设想，由虚拟碰撞场景26生成的虚拟力模型24是通过单个虚拟碰撞场景26生成的。在此类实施例中，运行单个虚拟碰撞场景26，并且收集数据以生成虚拟力模型24和力矢量模型36，所述虚拟力模型24和力矢量模型36用于在扶手基板10内定位内壁22。作为示例而非限制，在使用单个虚拟碰撞场景26的情况下，此类虚拟碰撞场景26通常是由各种政府机构授权用于评估车辆14的质量和安全的安全测试的形式。使用所述测试，单件式扶手基板10可以被设计为放置加强区50和溃缩区52，使得冲击力以实现管理车辆制造的各种政府和质量保证实体的期望的碰撞和安全标准的方式传递通过扶手基板10。
根据所述装置的各种方面，多个空隙28可以被定位成在碰撞的情况下提供各种挠曲量。可以设想，这些空隙28可以包括封闭部分80，其中空隙28的封闭部分80被封闭在扶手基板10内并且通常不能从扶手基板10的外部触及。使用常规的制造技术，可能难以制造此类封闭的内部空隙28。使用三维打印技术，使用三维打印工艺逐层形成的单件式扶手基板10可以被制造成包括大范围的几何形状，所述大范围的几何形状包括构成扶手基板10的加强区50和溃缩区52的封闭的内部空隙28。
在形成用于单件式扶手基板10的虚拟力模型24时，虚拟力模型24可以包括多个力矢量34，所述多个力矢量34包括使用矢量90和碰撞矢量92。使用矢量90通常指示当将身体部分放置在单件式扶手基板10的上表面上时置于扶手基板10上的力。使用矢量还可以包括指示施加到扶手基板10的滥用载荷的场景。因此，这些使用矢量90通常可以被称为在车辆14的日常使用期间将经历的常用力矢量和滥用力矢量。虚拟力模型24的碰撞矢量92指示车辆14在碰撞期间可能经历的真实世界侧面碰撞场景或侧面碰撞状况。构成虚拟力模型24的力矢量34包括这些使用矢量90和碰撞矢量92中的每一个，并且被组合以定位单件式扶手基板10的内壁22和外壁120在虚拟空间中的位置和构造。
一旦位于虚拟空间中，就可以使用三维打印技术来制造用于在车辆14内使用的单件式扶手基板10。通常，单件式扶手基板10将是虚拟空间中的计算机模型32，并且特定的或预定的车辆14将用于虚拟地建模用于所述特定车辆14的一个或多个各种虚拟碰撞场景26。连接机构和方法的变化以及乘员包(occupant package)的变化也可以被建模为虚拟碰撞场景26的一部分。使用用于所述预定车辆14的虚拟碰撞场景26，虚拟力模型24以及伴随的使用矢量90和碰撞矢量92可以用于定位用于扶手基板10的内壁22和外壁120，所述扶手基板10可以在所述预定车辆14内使用。
作为示例而非限制，虚拟碰撞场景26可以在轿车型车辆14上运行。轿车型车辆内通过扶手74传递的力可以不同于针对越野车、厢式货车、跨界车、轿跑车或其他类型车辆14通过单件式扶手基板10传递的那些力。使用用于每种车辆类型或车辆模型的虚拟碰撞场景26，可以针对制造的每种车辆14的模型或车辆14的类型制造可定制扶手基板10。
在虚拟碰撞场景26的虚拟建模和执行期间，扶手基板10的三维虚拟模型38可以包括多个连接凸起100，所述多个连接凸起100一体地形成在单件式扶手基板10内。在用于单件式扶手基板10的虚拟力模型24和力矢量模型36的建模期间，多个力矢量34基本上被引导通过连接凸起100，在侧面碰撞事件期间，各种外力通常将被引导通过连接凸起100。通常，扶手基板10的加强区50将定位在连接凸起100的区域中。扶手基板10的加强区50内的各种空隙28允许扶手基板10的这些部分在碰撞事件期间的受控挠曲。相反，由扶手基板10内的空隙28限定的溃缩区52可以用于提供可调整的或受控的移动，所述可调整的或受控的移动可以导致更快或更加速的挠曲，以在碰撞事件期间吸收一定量的外力。通过使用虚拟模型38来实现这些加强区50和溃缩区52的平衡，所述虚拟模型38生成虚拟力模型24和力矢量模型36，所述虚拟力模型24和力矢量模型36用于定位单件式扶手基板10的内壁22。
现在参考图1至图12，已经描述了单件式扶手基板10的各种方面以及用于形成单件式扶手基板10的虚拟建模，公开了一种方法400，所述方法400用于使用本文描述的仿生工艺形成扶手基板10。根据方法400，执行虚拟碰撞场景26和虚拟使用场景112(步骤402)。
如在图8至图11中例示的，侧面冲击力和使用类型力虚拟地施加在门12的车架18和扶手基板10上。使用来自这些虚拟执行的碰撞场景和使用场景的数据，生成碰撞矢量92和使用矢量90，以进一步限定虚拟力模型24和力矢量模型36，所述虚拟力模型24和力矢量模型36用于定位扶手基板10的内壁22。根据方法400，使用虚拟碰撞场景和虚拟使用场景112构建虚拟力模型24(步骤404)。一旦形成虚拟力模型24，就可以基于虚拟力模型24构建用于单件式扶手基板10的虚拟设计(步骤406)。在构建虚拟设计之后，可以三维打印用于单件式扶手基板10的虚拟设计以形成单件式扶手基板10的物理版本(步骤408)。单件式扶手基板10然后在车门12的制造期间附接到车辆车架(步骤410)。如上所述，可以针对每个特定的车辆模型、车辆装饰或车辆类型来设计用于每个单件式扶手基板10的虚拟设计。作为示例而非限制，特定车辆14的运动型模型可以响应于虚拟碰撞场景26而提供与其他类型车辆14不同的数据集。因此，所得到的用于单件式扶手基板10的虚拟设计可以根据虚拟建模的车辆14的特定装饰或样式而变化。
现在参考图1至图11和图13，公开了一种使用本文讨论的各种仿生工艺形成扶手基板10的方法500。根据方法500，执行虚拟碰撞场景26和虚拟使用场景112(步骤502)。使用虚拟碰撞场景和虚拟使用场景112以及从其中获取的数据来构建力矢量模型36(步骤504)。基于力矢量模型36构建用于单件式扶手基板10的虚拟设计(步骤506)。根据力矢量模型36的各种使用矢量90和碰撞矢量92的大小和位置来定位用于虚拟设计的内壁22和外壁120。根据方法500，三维打印用于单件式扶手基板10的虚拟设计的内壁22和外壁120，以形成单件式扶手基板10的物理版本(步骤508)。单件式扶手基板10然后可以附接到虚拟测试的预定车辆14的车架(步骤510)。
根据装置的各种方面，单件式扶手基板10可以用于车辆壁内，诸如邻近可能具有或不具有专用门12的座椅位置，诸如在轿跑车或掀背车中。单件式扶手基板10也可以定位在车辆14的门12内，用于形成用于车辆14的该门12的扶手74。仿生扶手基板10也可以包括在车辆内的中央控制台、独立式座椅扶手、座椅集成扶手和其他扶手类型中。
使用本文所描述的仿生工艺，扶手基板10可以被制造用于大范围的车辆14和车辆座椅位置。这些车辆可以包括但不限于轿车、轿跑车、敞篷车、厢式货车、小型厢式货车、跨界车、越野车、轨道车辆、货运车辆、运输车辆、它们的组合以及其他类似的车辆。
在本文所描述的三维打印工艺中使用的打印材料30可以包括但不限于可以在三维打印机构和工艺中使用的塑料、复合材料、可打印金属、各种聚合物、可打印陶瓷、泡沫、它们的组合以及其他类似材料。
根据装置的各种方面，使用本文所描述的各种仿生工艺，可以使用更少的材料和更少的部件来制造扶手基板10，从而提高车辆14的各种部件的设计、开发和制造的效率。这些获得的效率可以至少部分地由于对加工和组装劳动的减少的需要而实现。另外，使用三维打印工艺，可以通过最大化材料的使用来使在单件式扶手基板10内使用的部件更轻。这进而可以提高车辆14内的燃料效率。此外，可以在定位扶手基板10的内壁22和外壁120时实现精度，以增加扶手74的结构完整性，同时还实现必要的挠曲，以用于应对车辆14所经历的各种碰撞状况和事件。
应理解，可以在不脱离本发明的概念的情况下对前述结构做出变动和修改，并且还应理解，除非随附权利要求用其语言明确表明另外的情况，否则这些概念意图由这些权利要求涵盖。
根据本发明，提供一种车门，其具有：装饰板，其联接到车架；以及单件式扶手基板，其与所述车架联接，其中所述扶手基板是三维打印构件，所述三维打印构件具有内壁，所述内壁根据在虚拟碰撞场景期间生成的虚拟力模型打印在所述扶手基板内，并且其中所述内壁限定在所述扶手基板内限定的多个空隙。
根据实施例，本发明的特征还在于覆盖构件，所述覆盖构件在扶手基板的至少一部分上方延伸以限定支撑表面。
根据实施例，所述多个空隙中的至少一个空隙是限定在所述扶手基板的顶部表面内的身体支撑空隙，其中所述覆盖构件在所述身体支撑空隙上方延伸。
根据实施例，用于生成虚拟力模型的虚拟碰撞场景是多个碰撞场景的合并。
根据实施例，多个空隙中的空隙的封闭部分被封闭在扶手基板内并且不能从扶手基板的外部触及。
根据实施例，所述虚拟力模型包括多个力矢量，所述多个力矢量包括使用矢量和碰撞矢量，其中使用矢量指示放置在单件式扶手基板的上表面上的身体部分，并且其中碰撞矢量指示侧面碰撞场景。
根据实施例，虚拟力模型包括连接凸起，所述连接凸起一体地形成在单件式扶手基板内，并且其中多个力矢量基本上指向连接凸起。
根据本发明，所述方法包括以下步骤：执行虚拟碰撞场景和虚拟使用场景；使用所述虚拟碰撞场景和虚拟使用场景构建虚拟力模型；基于所述虚拟力模型构建用于单件式扶手基板的虚拟设计；三维打印用于单件式扶手基板的虚拟设计；以及将单件式扶手基板附接到车辆车架。
根据实施例，虚拟碰撞场景包括从多个虚拟碰撞场景捕获的数据的合并。
根据实施例，虚拟力模型包括多个力矢量，所述多个力矢量指向用于单件式扶手基板的虚拟设计的连接凸起。
根据实施例，虚拟力模型的多个力矢量包括指示放置在单件式扶手基板的上表面上的身体部分的使用矢量。
根据实施例，虚拟力模型的多个力矢量包括指示侧面碰撞场景的碰撞矢量。
根据本发明，所述方法包括以下步骤：执行虚拟碰撞场景和虚拟使用场景；使用虚拟碰撞场景和虚拟使用场景建立力矢量模型；基于所述力矢量模型构建用于单件式扶手基板的虚拟设计，其中根据所述力矢量模型的矢量的位置来定位所述虚拟设计的内壁和外壁；以及三维打印用于单件式扶手基板的虚拟设计的内壁和外壁。
根据实施例，力矢量模型的矢量包括指示放置在单件式扶手基板的上表面上的身体部分的使用矢量。
根据实施例，力矢量模型的矢量包括指示侧面碰撞场景的碰撞矢量。
根据实施例，虚拟设计包括连接凸起，所述连接凸起一体地形成在单件式扶手基板内。
根据实施例，力矢量模型的矢量指向连接凸起。
根据实施例，虚拟碰撞场景包括从多个虚拟碰撞测试捕获的数据的合并。
根据实施例，相对于预定车辆执行虚拟碰撞场景和虚拟使用场景。
根据实施例，本发明的特征还在于以下步骤：将所述单件式扶手基板附接到所述预定车辆的车架。

Claims (11)

1.一种车门，其包括：
装饰板，其联接到车架；以及
单件式扶手基板，其与所述车架联接，其中所述扶手基板是三维打印构件，所述三维打印构件具有内壁，所述内壁根据在虚拟碰撞场景期间生成的虚拟力模型打印在所述扶手基板内，并且其中所述内壁限定在所述扶手基板内限定的多个空隙。
2.如权利要求1所述的车门，其还包括：
覆盖构件，其在所述扶手基板的至少一部分上方延伸以限定支撑表面。
3.如权利要求2所述的车门，其中所述多个空隙中的至少一个空隙是限定在所述扶手基板的顶部表面内的身体支撑空隙。
4.如权利要求1所述的车门，其中用于生成所述虚拟力模型的所述虚拟碰撞场景是多个碰撞场景的合并。
5.如权利要求1所述的车门，其中所述多个空隙中的空隙的封闭部分被封闭在所述扶手基板内并且不能从所述扶手基板的外部触及。
6.如权利要求1所述的车门，其中所述虚拟力模型包括多个力矢量，所述多个力矢量包括使用矢量和碰撞矢量。
7.如权利要求6所述的车门，其中所述使用矢量指示放置在所述单件式扶手基板的上表面上的身体部分，并且其中所述碰撞矢量指示侧面碰撞场景。
8.如权利要求6所述的车门，其中所述虚拟力模型包括连接凸起，所述连接凸起一体地形成在所述单件式扶手基板内。
9.如权利要求8所述的车门，其中所述多个力矢量基本上指向所述连接凸起。
10.如权利要求3所述的车门，其中所述覆盖构件在所述身体支撑空隙上方延伸。
11.一种形成权利要求1至10中任一项或多项所述的车门的方法，所述方法包括以下步骤：
执行所述虚拟碰撞场景和虚拟使用场景；
使用所述虚拟碰撞场景和虚拟使用场景构建虚拟力模型；
基于所述虚拟力模型构建构建用于所述单件式扶手基板的虚拟设计；
三维打印用于所述单件式扶手基板的所述虚拟设计；以及
将所述单件式扶手基板附接到所述车架。
CN202010078468.8A 2019-02-01 2020-02-03 用于车辆扶手总成的仿生扶手基板 Pending CN111591185A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/265,054 US10864875B2 (en) 2019-02-01 2019-02-01 Biomimetic armrest substrate for a vehicle armrest assembly
US16/265,054 2019-02-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111591185A true CN111591185A (zh) 2020-08-28

Family

ID=71615247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010078468.8A Pending CN111591185A (zh) 2019-02-01 2020-02-03 用于车辆扶手总成的仿生扶手基板

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10864875B2 (zh)
CN (1) CN111591185A (zh)
DE (1) DE102020102342A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1720836S (ja) * 2018-12-10 2022-07-27 自動運転車用いす
DE202019003492U1 (de) * 2019-08-23 2020-11-30 I.G. Bauerhin Gmbh Einleger für die Klimatisierung eines Fahrzeugs

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8340949B2 (en) * 2007-09-27 2012-12-25 Chrysler Group Llc Occupant positioning module
US7828388B2 (en) * 2007-12-07 2010-11-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Crushable armrest assembly
US7681939B2 (en) 2008-04-15 2010-03-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Collapsible armrest for a vehicle door
US9925897B2 (en) * 2013-12-17 2018-03-27 Ford Global Technologies, Llc Door trim armrest substrate structure
CN203954110U (zh) 2014-06-05 2014-11-26 陶玉锦 柔性仿生全脊椎智能理疗机
CN104260792B (zh) 2014-09-18 2017-02-22 浙江吉利控股集团有限公司 一种仿生车身骨架及其制造系统和制造方法
DE102014119057A1 (de) 2014-12-18 2016-06-23 Lisa Dräxlmaier GmbH Türinnenverkleidung mit einer Armauflage
US9994137B2 (en) * 2016-02-16 2018-06-12 Ford Global Technologies, Llc Deformable armrest having a patterned array of channels
CN105691339B (zh) 2016-04-01 2018-06-26 吉林大学 重型汽车仿生后保险杠
DE202016004313U1 (de) 2016-07-11 2016-08-18 Andrei Sommer Biomimetisch-Ergonomischer Sitzaufsatz

Also Published As

Publication number Publication date
US10864875B2 (en) 2020-12-15
DE102020102342A1 (de) 2020-08-06
US20200247342A1 (en) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2661303C2 (ru) Единая подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей пассажира транспортного средства
US7201434B1 (en) Energy-absorbing bolster for an automotive instrument panel assembly
CN105774741A (zh) 气囊装置及车辆
DE102018122187A1 (de) Fahrzeugairbagsystem
CN111591185A (zh) 用于车辆扶手总成的仿生扶手基板
US20150074969A1 (en) Integrated passenger airbag
CN113177333B (zh) 汽车吸能区设计方法、装置、设备及存储介质
US9827886B2 (en) Deformable seat bracket
Asadinia et al. Sensitivity analysis and optimization for occupant safety in automotive frontal crash test
CN113734007A (zh) 座椅能量吸收器
Elitok et al. An Investigation on the roll-over crashworthiness of an intercity coach, influence of seat structure and passenger weight
Kim et al. A study to maximize the crash energy absorption efficiency within the limits of crash space
CN110893807B (zh) 车辆用座椅
Pipkorn et al. Bumper bag for SUV to passenger vehicle compatibility and pedestrian protection
Barbat et al. Finite element modeling and development of the deformable featureless headform and its application to vehicle interior head impact testing
CN113386699A (zh) 对前向力具有可变阻力的膝垫
Kim et al. Finite element frontal crash analysis of nev vehicle’s platform with upper and sub frame body
Raich et al. Safety analysis of the new actros megaspace cabin according to ECE-R29/02
Jeyakumar et al. Improvement of the frontal structure of a bus for crash accidents
Eichberger et al. A situation based method to adapt the vehicle restraint system in frontal crashes to the accident scenario
US10442327B2 (en) Seat bottom tension member
Heim et al. Design engineering with foams and plastics to enhance vehicle safety
JP2002137706A (ja) 衝撃吸収部材の衝撃エネルギ吸収構造
Hart et al. The Role of LS-DYNA® in the Design of the New London Electric Taxi
Naughton et al. Eco-friendly automotive plastic seat design

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination